Небоскребы будут сами вырабатывать электроэнергию, благодаря окнам из перовскита
Небоскребы, офисные здания и другие строения потребляют 75% электроэнергии в Соединенных Штатах. Но большие энергопотери происходят из-за окон — в этом состоит основная проблема. Новые технологии создания прозрачных перовскитовых панелей, о которых рассказывает Science Mag, позволят создавать окна, которые будут собирать энергию, а не терять.
Команда во главе с Ричардом Лунтом, химиком-инженером из Мичиганского государственного университета в Ист-Лансинге создали материалы для разработки прозрачного поглощающего ультрафиолет солнечного окна из перовскита с КПД 0,5%. Несмотря на то, что это сильно ниже уровня эффективности лучших перовскитных панелей, Лунт говорит, что КПД достаточно высок, чтобы использовать еще одну технологию: затемнение стекла по требованию, которое останавливает интенсивный свет в разгар дня, тем самым уменьшая потребность здания в кондиционировании.
По словам Лунта, его команда имеет четкий план по достижению генерирующими энергию оконными стеклами КПД в 4% в ближайшие несколько лет.
При такой эффективности энергии от окон хватит, чтобы освещать и кондиционировать офисы и квартиры в небоскребах.
В прошлом году команда Лунта создала прозрачные, поглощающие ультрафиолетовое и инфракрасное излучение окна с КПД 5%, используя фотогальванические тонкопленочные «сэндвичи» из органических полупроводников и металлов. Лунт говорит, что будущие системы, могут достичь эффективности в 20%, но при этом быть почти полностью прозрачными.
Третий подход к прозрачным солнечным стеклам основан на так называемых люминесцентных солнечных концентраторах. В этих окнах квантовые точки, которые являются крошечными полупроводниковыми частицами, поглощают свет на ультрафиолетовых и инфракрасных частотах и повторно излучают его на длинах волн, которые захватывают традиционные солнечные элементы. Переизлученный свет концентрируется и захватывается полосами солнечных батарей, встроенных в оконную раму. Поскольку квантовые точки дешевы, и для сбора переизлученного света требуется лишь небольшое количество материала для солнечных элементов, эти окна обещают быть недорогими. Более того, солнечные элементы работают лучше при интенсивном концентрированном свете. Эти окна достигли эффективности в 3,1%.